- statique; - dynamique.
Selon la méthode de présentation des résultats de mesure
- absolu (mesure d'une quantité dans ses unités) ;
- relatif (mesure de l'évolution d'une grandeur par rapport à une grandeur du même nom, prise comme originale). Les mesures relatives peuvent être effectuées avec plus de précision que les mesures absolues car L'erreur totale n'inclut pas l'erreur dans la mesure de l'ampleur.
Selon la méthode d'obtention du résultat de la mesure
- droit (la valeur PV est obtenue directement à partir de données expérimentales).
- indirect (détermination de la valeur PV souhaitée sur la base des résultats de mesures directes d'autres PV fonctionnellement liés à la valeur souhaitée. Mesures indirectesà son tour divisé en agrégat et joint .)
Caractéristiques de mesure.
Principe de mesure - physique le phénomène sous-jacent aux mesures.
Méthode de mesure – une méthode ou un ensemble de méthodes permettant de comparer respectivement le FE mesuré avec son unité. avec le principe de mesure mis en œuvre.
Résultat de la mesure – la valeur d'une grandeur obtenue en la mesurant.
Erreur de résultat de mesure – écart du résultat de mesure par rapport à la valeur vraie (réelle) de la grandeur mesurée.
Précision des résultats de mesure – une des caractéristiques de la qualité de la mesure, reflétant la proximité de l'erreur nulle du résultat de la mesure.
AVEC coût des résultats de mesure – la proximité entre eux de résultats de mesures d'une même grandeur, effectués dans des conditions totalement identiques.
Reproductibilité – proximité des résultats de mesure de la même quantité obtenue dans son intégralité conditions différentes, mais réduit au même (température, pression, humidité, etc.).
Droite – caractéristique de la qualité des mesures, reflète la proximité de zéro des erreurs systématiques dans leurs résultats.
Crédibilité – une caractéristique de la qualité des mesures, reflétant la confiance dans leurs résultats, qui est déterminée par la probabilité (confiance) que la valeur réelle de la grandeur mesurée se situe dans les limites spécifiées (confiance).
Question n°5
Le concept de quantité physique et d'unité de quantité physique
FV – un des saints en physique objet (s-nous, phénomène ou processus), de qualité générale. relation pour de nombreux physiques objets, mais dans un sens quantitatif individuel pour chacun d'eux.
Caractéristiques de qualité du PV déf. quel est le caractère sacré de l'objet matériel et quelle caractéristique du monde matériel cela caractérise-t-il (dureté, résistance, etc.)
Pour exprimer le contenu quantitatif de la propriété d'un objet spécifique, utilisez. le concept de « taille PV », qui est établi au cours du processus de mesure.
Tous les corps ont donc une masse et une température, mais pour chacun d'eux ces paramètres sont différents. Et afin de pouvoir établir des différences dans le contenu quantitatif dans chaque objet donné de la propriété affichée par le PV, le concept est introduit Taille FV.
Taille PV – nombre de certitudes de PV inhérentes à un domaine spécifique objet matériel, système, phénomène ou processus.
Les PV sont divisés en :
-mesurable (peut être exprimé quantitativement dans des unités de mesure établies) ;
-évalué (pour lequel l'unité de mesure ne peut pas être renseignée).
Les PV sont classés par types de phénomènes :
- réel (décrivant les propriétés physiques et physico-chimiques des substances, matériaux et produits fabriqués à partir de ceux-ci) ;
- énergie (décrivant caractéristiques énergétiques processus de transformation, de transmission et d’utilisation de l’énergie) ;
Grandeurs physiques caractérisant le déroulement d'un processus dans le temps.
Il existe des relations entre les tailles de chaque PV qui sont similaires aux relations entre les formes numériques (entiers, nombres rationnels ou réels, vecteurs, matrices).
Question n°6
Représentation quantitative d'une grandeur physique
La possibilité de mesurer PV est justifiée par le théorème suivant.
Chaque taille Q peut être attribué au positif nombre réel q,étant le plus petit de nombres rationnels m/n, Où m Et n– entiers déterminés à partir de la relation nQ ≤ m[Q], Où [Q]– une certaine taille du PV, appelée unité de ce PV. Nombre q appelé la valeur numérique d'une quantité Q, et son expression quantitative sous la forme d'un certain nombre d'unités acceptées pour cela est la valeur du PV :
Q = q[Q]
De cette équation il résulte que valeur numérique Le PV indique combien de fois la valeur de la quantité mesurée est supérieure à une certaine valeur prise comme unité.
Cela conduit à la définition suivante de la mesure : « la mesure est un processus cognitif consistant en une comparaison par expérience physique d'une quantité donnée avec une certaine valeur prise comme unité de comparaison"
L'équation ci-dessus est l'équation de mesure de base. Il montre que la valeur numérique du PV dépend de la taille de l'unité adoptée.
Que. quantification un PV spécifique, exprimé sous la forme d'un certain nombre d'unités d'une valeur donnée, est appelé Valeur PV, et le numéro abstrait inclus dans la valeur PV est appelé valeur numérique de PV.
Il existe une différence fondamentale entre la taille et la valeur du PV. La taille du PV existe réellement, que nous la connaissions ou non. Nous pouvons exprimer la taille du PV en utilisant n’importe quelle unité d’une valeur donnée, c’est-à-dire en utilisant une valeur numérique.
La taille du PV ne dépend pas du choix de l'unité PV, ce qui n'est pas le cas de la valeur numérique, qui est entièrement déterminée par le choix de l'unité PV.
Il est caractéristique d'une valeur numérique que lorsqu'une autre unité est utilisée, elle change, tandis que la taille physique de la valeur reste inchangée. Les tailles des différentes unités d'une même quantité sont différentes. Ainsi, la taille d’un kilogramme est différente de la taille d’une livre, la taille d’un mètre est différente de la taille d’un pied, etc.
10 kg = 10 ∙ 1 kg
ici 10 kg est la taille du PV, 10 est la valeur numérique du PV, 1 kg est l'unité du PV.
Question n°7
Le concept de dimension d'une grandeur physique
Dimension de la grandeur mesurée. sa caractéristique qualitative et est désignée par le symbole dim, origine. du mot dimension. Dimension PV principal noté en conséquence. en majuscules. Par exemple, pour la longueur, la masse et le temps, diminuez l = L ; faible t = M ; faible t = T.
Quand déf. dimensions produits dérivés les valeurs sont guidées par ce qui suit. règles:
1. Dimensions de gauche et bonnes pièces les niveaux ne peuvent que coïncider, car Seuls les saints identiques peuvent être comparés entre eux. En combinant les côtés gauche et droit des équations, nous pouvons arriver à la conclusion que seules les quantités ayant les mêmes dimensions peuvent être additionnées algébriquement.
2. L'algèbre des dimensions est multiplicative, c'est-à-dire qu'elle consiste en une seule action - la multiplication.
La dimension du produit de plusieurs grandeurs est égale au produit de leurs dimensions. Donc, si vous définissez m/d comme les valeurs des quantités Q, A, B, C on dirait Q = ABC, puis atténue Q = faible UN.· faible DANS · faible AVEC.
Q = A/B, puis atténue Q = faible UN / faible DANS
Si la vitesse est définitive. selon la formule V = l/t puis atténue V= faible je/ faible t = L/T= LT-1. Si la force selon la 2ème loi de Newton F=ma, Où un=Vermont est l'accélération du corps, alors
faible F= faible T faible UN= ML/T2 = MLT-2.
Ainsi, il est toujours possible d'exprimer la dimension de la dérivée du PV en fonction des dimensions du PV principal à l'aide d'un monôme de puissance :
faible Q= L α M β T γ.,
Où L, M, T,... - dimensions PV de base correspondants ;
α, β, γ, - indicateurs dimensionnels.
En théorie de la mesure, il est généralement admis de distinguer cinq types d’échelles :
Échelles de noms caractérisé par une relation d’équivalence (égalité). Exemple : classification (évaluation) d'une couleur par son nom.
Balances de commande classés par ordre croissant ou décroissant de la taille de la quantité mesurée. Exemple : connaissances des élèves par points, tremblements de terre par système de 12 points.
Échelles de différence (intervalles) d'après eux, on peut juger non seulement que la taille est plus grande qu'une autre, mais aussi de combien ; des opérations mathématiques sont possibles sur eux. Exemple : échelle d'intervalle de temps, puisque les intervalles de temps peuvent être ajoutés ou soustraits,
Échelles d'attitude Un exemple est l’échelle de longueur. Toute mesure sur une échelle de ratio consiste à comparer une taille inconnue avec une taille connue et à exprimer la 1ère à la 2ème dans un rapport multiple ou sous-multiple.
Échelles absolues ont toutes les caractéristiques des échelles relationnelles, mais elles contiennent des noms supplémentaires. naturel sans ambiguïté déf. unités mesures. De telles échelles resp. se rapporte valeurs (gain, atténuation)
Question n°8
Classification des mesures
Mesure –
Mesures de phénomènes un outil de cognition des objets et des phénomènes environnementaux. paix. Les objets de mesure sont objets physiques et processus environnementaux. nous la paix. Tous physique moderne peut être construit sur 7 piliers principaux, qui caractérisent les propriétés fondamentales monde matériel. Ceux-ci incluent : longueur, masse, temps, force électrique. courant, thermodynamique température, quantité de substances et intensité lumineuse. En utilisant ces quantités et deux quantités supplémentaires - angles plans et solides- introduit uniquement par commodité, pour s'adapter à toute la diversité produits dérivés physique quantités et fournit une description des propriétés objets physiques et phénomènes
A titre d'exemple, les domaines et types de mesures suivants peuvent être spécifiés :
1. Mesures de grandeurs géométriques : longueurs; paires de surfaces complexes ; rugosité; coins
2. Mesures grandeurs mécaniques: masses; force; couples; stress et tensions ; paramètres de mouvement ; dureté
H. Mesure des paramètres de débit, débit, niveau, volume de substances : débit massique et volumique de liquides ; les gaz; carburant; niveau de liquide.
4. Mesures de pression, mesures de vide : surpression;
pression absolue; pression variable; vide.
5. Mesures physico-chimiques : viscosité; densité; l'humidité des gaz, solides; mesures électrochimiques.
6. Thermophysique et mesures de température: température;
7. Mesures de temps et de fréquence : changement intervalles de temps ; fréquences;
8. Électricité et grandeurs magnétiques en courant continu et alternatif : intensité du courant, quantité d'électricité, force électromotrice, tension,
9. Mesures électroniques : intensité du signal ; analyser la forme et le spectre des signaux ; St. substances et matériaux utilisant des méthodes d'ingénierie radio ;
10. Mesures acoustiques : dans les airs; en milieu aquatique ;
V solides; audiométrie et mesures du niveau de bruit.
11. Mesures optiques et optiques-physiques : mesures des propriétés optiques des matériaux dans la région visible du spectre ; caractéristiques spectrales, fréquentielles, polarisation rayonnement laser; paramètres des éléments optiques, caractéristiques optiques matériels; caractéristiques des matériaux photographiques et densité optique.
12. Mesures rayonnement ionisant et constantes nucléaires : caractéristiques spectrales des rayonnements ionisants ; activité des radionucléides ;
DANS qualimétrie(section de métrologie) consacrée à la mesure de la qualité, il est accepté de diviser les indicateurs de qualité non pas en indicateurs de base et dérivés, mais en indicateurs de qualité uniques et complexes. Dans le même temps, les caractéristiques individuelles font référence à l'un des produits sacrés, et les caractéristiques complexes font référence à plusieurs biens sacrés à la fois.
Question n°9
Système d'unités de grandeurs physiques
Le concept d'un système d'unités photovoltaïques a été introduit pour la première fois par le scientifique allemand K. Gauss. Selon sa méthode de construction de systèmes d'unités différentes tailles d'abord définir ou choisir arbitrairement plusieurs quantités indépendamment les unes des autres. Les unités de ces quantités sont appelées principal , puisqu'ils sont base construire un système d'unités d'autres quantités. Les unités exprimées en unités de base de PV sont appelées produits dérivés . L’ensemble complet des unités de base et dérivées ainsi établies est système d'unités photovoltaïques (SEFV) .
Le choix des grandeurs dont les unités doivent devenir basiques est limité par des considérations de rationalité et d'optimalité (optimal est le choix du nombre minimum d'unités de base, qui permettrait la formation d'un grand nombre maximum d'unités dérivées.
Normes des unités photovoltaïques de base :
Norme de longueur – mètre - égale à la longueur du trajet parcouru par la lumière dans le vide en 1/299,792,458 de seconde.
Étalon de masse - kilos - un cylindre constitué d'un alliage de platine (90%) et d'iridium (10%), dont le diamètre et la hauteur sont approximativement les mêmes (environ 30 mm).
Norme de temps - deuxième - égal à 9,192631770 périodes de rayonnement, resp. transition m/d par 2 niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium - 133.
Norme actuelle - ampère - force qui ne change pas avec le temps el. courant qui, circulant dans le vide à travers deux parallèles conducteurs droits longueur infinie et une zone insignifiante du rond coupe transversale, situés les uns des autres à une distance de 1 m, créent une force mutuelle sur chaque section d'un conducteur de 1 m de long. 2·10 -7 N.
Référence température thermodynamique - Kelvin , constituant 1/273,16 de la température thermodynamique point triple eau.
Quantité standard - taupe – nombre de systèmes contenant la même quantité éléments structurels particules, combien y a-t-il d'atomes dans 12 g
Norme d'intensité lumineuse - bougie - intensité lumineuse dans une direction donnée de la source émettrice rayonnement monochromatique fréquence 540 10 -12 Hz dont l'intensité énergétique dans cette direction est de 1/683 W/sr.
Radian - l'angle entre deux rayons d'un cercle dont l'arc est égal en longueur au rayon.
Stéradian est égal à un angle solide dont le sommet est au centre de la sphère, découpant à la surface de la sphère une aire égale à l'aire d'un carré avec un côté sur sa longueur égal au rayon sphères.
Question n°10
Parent et unités logarithmiques et l'ampleur
En science et technologie, les grandeurs relatives et logarithmiques et leurs unités sont largement utilisées, qui caractérisent la composition et les propriétés des matériaux, le rapport des quantités d'énergie et de force, par exemple l'allongement relatif, la densité relative, la perméabilité diélectrique et magnétique relative, l'amplification et atténuation des pouvoirs et etc.
La valeur relative est le rapport sans dimension du PV au PV du même nom, pris comme celui d'origine. Le nombre de quantités relatives inclut les quantités atomiques ou relatives poids moléculaires éléments chimiques, exprimé par rapport à un douzième (1/12) de la masse d'un atome de carbone 12.
Valeurs relatives peut être exprimé en unités sans dimension (lorsque le rapport de deux quantités du même nom est de 1), ou en pourcentage (lorsque le rapport est de 10 -2), ppm (le rapport est de 10 -3).
Une quantité logarithmique est le logarithme (décimal, naturel ou base 2) du rapport sans dimension de deux PV du même nom. Les quantités logarithmiques sont utilisées pour exprimer le niveau de pression acoustique, le gain, l'atténuation, l'intervalle de fréquence, etc.
L'unité de la valeur logarithmique est le blanc (B), déterminé par le rapport 1B = log P 2 /P 1 avec P 2 = 10P 1 (où P 1 et P 2 sont identiques quantités d'énergie: puissance, énergie, densité énergétique, etc.).
Si une valeur logarithmique est prise pour le rapport de deux grandeurs « puissance » du même nom (tension, courant, pression, intensité de champ, etc.), Bel est déterminé par la formule 1 B = 2 log F 2 / F 1 à . L'unité sous-multiple de bel est le décibel, égal à 0,1 B.
Ainsi, dans le cas de la caractéristique d'amplification des puissances électriques avec le rapport de la puissance reçue Pr sur le Pb d'origine égal à 10, la valeur logarithmique du gain sera de un bel ou 10 dB, avec une augmentation ou une diminution de la puissance de 1000 fois, la valeur logarithmique du gain sera de 3 B ou 30 dB, etc. d.
Question n°11
Instruments de mesure, leur classification
Instrument de mesure (IM)- il s'agit d'un dispositif technique utilisé dans les mesures et présentant certaines caractéristiques métrologiques normalisées.
La propriété la plus importante du SI est la « capacité » à stocker ou à reproduire l’unité PV et l’invariabilité de la taille du PV.
Ces les facteurs les plus importants et déterminer la possibilité d'effectuer la mesure, c'est-à-dire « faire » d’un dispositif technique un instrument de mesure.
SI est classé en fonction de finalité et fonctions métrologiques.
Selon les fonctions métrologiques, les instruments de mesure sont répartis en :
- normes - sont destinés à la vérification par rapport à eux d'autres instruments de mesure, à la fois fonctionnels et étalons de moindre précision.
- SI fonctionnel- sont destinés à mesurer les tailles de quantités nécessaires à diverses activités humaines.
Selon leur subordination, les normes sont divisées en : international; primaire (national); secondaire (industriel, départemental).
Selon leur objectif métrologique, les normes sont divisées en :
- original - ayant les propriétés métrologiques les plus élevées ;
- comparaisons - utilisé pour comparer des normes qui ne peuvent pas être directement comparées les unes aux autres.
- les ouvriers - une norme destinée à transférer la taille du PV au SI fonctionnel.
SI de travail (RSI) – SI utilisé dans la pratique de mesure et non associé au transfert d'unités de taille PV vers d'autres SI.
RSI il y a: principal et auxiliaire.
SI de base– SI du PV dont la valeur doit être obtenue en conséquence. avec une tâche de mesure.
SI auxiliaire– SI de ce PV, dont l'influence sur le SI principal doit être prise en compte pour obtenir des résultats de mesure de la précision requise.
Selon leur destination, les instruments de mesure sont divisés en :
- mesure – SI, destiné à la reproduction et au stockage de PV d'une ou plusieurs tailles spécifiées, dont les valeurs sont exprimées en unités établies et sont connues avec la précision requise.
Il existe des mesures :
non ambigu– reproduire des PV de même taille (par exemple, la FEM d'un élément normal est de 1,0185 V) ;
polysémantique– reproduire des PV de différentes tailles (par exemple, une mesure de longueur de ligne) ;
ensemble de mesures– un ensemble de mesures de tailles différentes d’un même PV
mesures du magasin– un ensemble de mesures structurellement regroupées en un seul dispositif
-Ypres - un dispositif technique avec des caractéristiques métrologiques standard, utilisé pour convertir une grandeur mesurée en une autre grandeur, ou un autre signal mesuré, pratique pour le traitement ou le stockage, mais ne se prêtant pas à une perception directe par un observateur.
Ipre fait partie de tout instrument de mesure (IU, IS, IVK) ou est utilisé avec n'importe quel SI.
Fondamentalement, Ypres se compose de : des capteurs ( élément sensible et Ypres); canaux de communication (télémécanique); éléments correspondants ; mécanisme de mesure (appareil de lecture).
- Ipri – SI, conçu pour obtenir la valeur de la PV mesurée dans une plage spécifiée (produit des informations de mesure sous une forme accessible à perception directe observateur).
Les Ipri sont divisés en :
Selon le formulaire d'enregistrement du FE mesuré: analogique et numérique.
Par candidature : ampèremètres; voltmètres; fréquencemètres; compteurs de phase, etc.
Par objectif: pour mesurer l'électricité FV ; pour mesurer des éléments non électriques FV.
Par action: montrant la valeur mesuré EF à un moment donné ; intégrer(la quantité mesurée est la somme des produits des quantités mesurées et de petits segments d'une autre quantité, généralement le temps) ; sommation.
Selon la méthode d'indication des valeurs du EF mesuré : montrant; signalisation (indication); enregistrement.
Selon la méthode de conversion du EF mesuré: évaluation directe (conversion directe, action directe); comparaisons(comparez la grandeur mesurée avec des grandeurs dont les valeurs sont connues).
Par méthode d'application et de conception: panneau; portable; stationnaire.
- UI -l'essence des mesures fonctionnellement combinées, Ipri, Ipre et autres appareils conçus pour mesurer un ou plusieurs PV et situés en un seul endroit.
- EST – la sobriété des mesures fonctionnellement combinées, Ipre, Ipri, ordinateurs et autres moyens techniques situés dans différents points objet contrôlé dans le but de mesurer un ou plusieurs PV.
-IVK - un ensemble fonctionnellement intégré d'instruments de mesure, d'ordinateurs et de dispositifs auxiliaires, conçus pour effectuer une tâche de mesure spécifique dans le cadre d'un SI.
Les dispositifs techniques conçus pour détecter (indiquer) des propriétés physiques sont appelés indicateurs Et(aiguille de boussole, papier de tournesol). A l'aide d'indicateurs, seule la présence d'une quantité physique mesurable de la propriété de la matière qui nous intéresse est établie. Un exemple d'indicateur est l'indicateur de la quantité d'essence dans le réservoir d'essence d'une voiture.
Question n°12
Caractéristiques métrologiques des instruments de mesure
Caractéristiques métrologiques (MC) SI – caractéristique d'une des propriétés du SI, affectant le résultat et l'erreur de ses mesures. Les MX établis par les documents réglementaires et techniques sont appelés MX normalisé, déterminé expérimentalement – MX valide. MX comprend :
Caractéristique de conversion statique(fonction de conversion ou caractéristique d'étalonnage). Elle crée une dépendance y=f(x) sortie signal IPre(y) de l'entrée. signal (x). La caractéristique statique est normalisée en spécifiant sous la forme d'une équation, d'un graphique ou d'un tableau une caractéristique statique nominale, qui est officiellement attribuée à un IPR donné aux valeurs d'entrée nominales. signal.
Initiale et valeur finale balances pour appareils de lecture- le plus petit et le plus valeur plus élevée valeur mesurée y, qui sont indiquées sur l'échelle de l'appareil de lecture ou reproduites par l'appareil de lecture numérique de l'instrument de mesure : Y min, Y max (Y min ≤ y ≤ Y max)
Plage de lecture- intervalle limité par la valeur initiale et finale du dispositif de lecture de l'instrument de mesure : Δ Y = Y max - Y min
Mesures des limites (supérieures et inférieures)- la plus grande et la plus petite valeur des limites de la plage de variation de la valeur mesurée x, qui peuvent être réalisées par l'instrument de mesure : X min , X max (X min ≤ x ≤ X max)
Plage de mesures (conversions)- plage de valeurs de la grandeur mesurée, pour laquelle sont déterminées les caractéristiques métrologiques de l'instrument de mesure utilisé : Δ X = X max - X min
Erreur absolue Δ à = y-x.
Erreur relative ou .
Erreur réduite- le rapport de l'erreur absolue à la plage de mesures, aux indications, à la longueur de l'échelle ou.
Erreur de base- Erreur SI avec facteurs de fonctionnement normal acceptés comme normaux.
Erreur supplémentaire- changement d'erreur par rapport à la valeur de l'erreur principale (causée par un écart par rapport aux valeurs standards)
Classe de précision- spécification du passeport de la précision SI
Sensibilité de l'instrument de mesure rapport de changement de sortie valeur mesurée à une modification de la valeur mesurée d'entrée.
Prix de division d'échelle déf. la différence entre les valeurs des quantités, respectivement. deux lectures adjacentes de l'échelle de l'instrument de mesure. Le nombre d'unités de la valeur mesurée pour une division de l'appareil
Temps de réaction - la durée d'établissement des lectures à partir du moment où les mesures commencent jusqu'au moment où le résultat est présenté sur l'appareil de lecture.
Variation(instabilité) des lectures de l'instrument - différence algébrique m/d max. et nom résultats de mesures résultant de mesures répétées de la même quantité dans des conditions constantes.
Stabilité SI- la qualité, traduisant la constance de ses caractéristiques métrologiques dans le temps.
Question n°13
Normalisation des caractéristiques métrologiques des instruments de mesure
Tous les SI, quelle que soit leur exécution, ont un numéro propriétés générales nécessaires à l’accomplissement de leur objectif fonctionnel. Caractéristiques, décrivant ces propriétés et influençant les résultats et les erreurs de mesure, sont appelés caractéristiques métrologiques (MC) des instruments de mesure.
Selon les spécificités et la finalité des instruments de mesure, divers ensembles ou complexes de caractéristiques métrologiques sont standardisés. Cependant, ces complexes devraient être suffisants pour prendre en compte la valeur sacrée du SR lors de l'évaluation des erreurs de mesure.
La normalisation fait référence à l'établissement de limites sur les écarts admissibles des caractéristiques métrologiques réelles des instruments de mesure par rapport à leurs valeurs nominales. Ce n'est que grâce à la normalisation des caractéristiques métrologiques que leur interchangeabilité peut être obtenue et assurer l'uniformité des mesures dans l'État.. Les valeurs réelles de MX sont déterminées lors de la fabrication du SI puis vérifiées périodiquement pendant le fonctionnement. Si en même temps au moins un des MX dépasse les limites établies, alors ce SI est soit soumis à ajustement, soit retiré de la circulation.
Les normes pour les valeurs MX sont établies par des normes pour espèce individuelle SI. Dans ce cas, une distinction est faite entre les conditions normales et de travail pour l'utilisation du SI.
Les conditions normales d'utilisation des instruments de mesure sont celles dans lesquelles les grandeurs affectant le processus de mesure (température, humidité, fréquence et tension d'alimentation, facteurs externes) champs magnétiques etc.), ainsi que les paramètres d’entrée. et ou dehors. les signaux sont dans la plage normale de valeurs pour les données SI, c'est-à-dire dans une plage où leur influence sur le MC peut être négligée. Les plages normales de grandeurs d'influence sont indiquées dans les normes ou conditions techniques sur un SI de ce type sous forme de valeurs nominales avec écarts normalisés, par exemple, la température doit être de (20 ± 2) °C, la tension d'alimentation doit être de (220 ± 10 %) ou sous forme d'intervalles de valeurs (humidité 30-80 %).
Erreur totale Δ des instruments de mesure dans conditions normales le fonctionnement est appelé erreur principale et est normalisé en fixant la limite de la valeur admissible Δ d, c'est à dire que valeur la plus élevée, auquel l'instrument de mesure peut encore être considéré comme apte à être utilisé.
Les normes pour les MX individuels sont indiquées dans la documentation opérationnelle (passeport, descriptif technique, notice d'utilisation, etc.) sous forme de valeurs nominales, de coefficients de fonction, donné par des formules, tableaux ou graphiques des limites des écarts admissibles par rapport aux valeurs nominales des fonctions.
Question n°14
Classes de précision des instruments de mesure
Prise en compte de toutes les caractéristiques métrologiques (MC) normalisées des phénomènes SI. procédure complexe et longue, donc, pour les instruments de mesure utilisés dans la pratique quotidienne, division en classes de précision - caractéristiques mécaniques généralisées, déterminées par les limites des erreurs principales et supplémentaires admissibles, ainsi qu'un certain nombre d'autres propriétés qui affectent la précision des mesures effectuées avec leur aide.
Les classes de précision sont réglementées par des normes pour différents types d'instruments de mesure. La désignation des classes de précision est introduite en fonction des méthodes de fixation des limites de l'erreur de base tolérée (APEP).
Les limites de l'erreur de base absolue admissible peuvent être spécifiées soit sous la forme d'une formule à un terme Δ = ±α, soit sous la forme d'une formule à deux termes
Δ = ±( α+bx), - où Δ et x exprimé en unités de la quantité mesurée.
Il est préférable de préciser les limites des erreurs tolérées sous la forme d'une erreur réduite ou relative.
Les limites de l'erreur de base réduite admissible (RPEP) sont normalisées sous la forme d'une formule à un terme
où le nombre p est choisi dans la série p=1.10 n ; 1,5·10n : 2·10n ; 2,5·10n ; 4 ·10n ; 5 ·10 n ; 6 ·10 n (n =1 ; 0 ; -1 ; -2, etc.).
Les limites de l'erreur de base relative tolérée (RPEO) peuvent être normalisées soit par une formule à un terme,
ou une formule à deux termes
Où Xk- la valeur finale de la plage de mesure ou la plage de valeurs de la grandeur mesurée, et les nombres constants q, c et d sont choisis dans la même série que p.
Il existe 3 façons de normaliser l'erreur principale :
a) normalisation en fixant les limites de l'erreur de base absolue ou réduite admissible ±Δ ou ±γ, constant sur toute la plage de mesure ou de conversion ;
b) normalisation en fixant les limites de l'absolu de base admissible ou erreur relative±Δ ou ±δ en fonction de la grandeur mesurée à l'aide de formules binomiales ;
c) normalisation en fixant des limites constantes d'erreur de base tolérée, différentes pour toute la plage de mesure et une ou plusieurs sections normalisées, ou différentes pour différentes gammes mesures (pour les appareils multi-gammes).
Des indications de classes de précision sont appliquées aux cadrans, boucliers et boîtiers SI, et sont données dans les documents réglementaires et techniques.
La description des classes de précision peut être accompagnée de symboles supplémentaires :
0,5, 1,6, 2,5, etc. - (PDPOP) pour les appareils dont l'erreur réduite est de 0,5, 1,6, 2,5% de la valeur standard.
De même, mais pour X N égal à la longueurécailles ou parties de celles-ci ;
| 0,1 |
| 0,4 |
| 1,0 |
0,02/0,01 (PDOOP) - pour les appareils dans lesquels la valeur mesurée ne peut pas différer de la valeur X, indiqué par le pointeur, est supérieur à
[c + ré(| XÀ / X| - 1)]%,
où c et d sont respectivement le numérateur et le dénominateur dans la désignation de la classe de précision ; Xk est la plus grande (en valeur absolue) des limites de mesure de l'appareil.
Question n°15
Méthodes de mesure
Les méthodes de mesure spécifiques sont déterminées par : le type de grandeurs mesurées, leurs tailles, la précision requise du résultat, la vitesse du processus de mesure, les conditions dans lesquelles les mesures sont effectuées et un certain nombre d'autres caractéristiques.
Mesure – trouver la valeur PV expérimentalement à l'aide de moyens techniques spéciaux.
Méthode de mesure– les principes et moyens de mesure.
Principe de mesure-soviétique phénomènes physiques ou les lois sur lesquelles les mesures sont basées. Par exemple, mesurer la température en utilisant l'effet thermoélectrique ; mesure du débit de gaz par différence de pression dans le dispositif de restriction.
Chaque grandeur physique peut être mesuré par plusieurs méthodes, et en même temps toutes les méthodes de mesure peuvent être systématisées et généralisées selon le général traits caractéristiques. La prise en compte et l'étude de ces caractéristiques aident non seulement à choisir la bonne méthode, mais facilitent également grandement le développement de nouvelles.
1. Selon la nature de la dépendance de la grandeur mesurée au temps :
- statique( la quantité mesurée reste constante dans le temps (par exemple, mesure de la taille du corps, pression constante) ;
- dynamique(la valeur mesurée évolue dans le temps, par exemple, mesures de pressions pulsées, de vibrations).
2. Selon la méthode d'obtention des résultats de mesure :
- droit(la valeur de la grandeur se trouve directement à partir de données expérimentales, par exemple en mesurant l'angle avec un rapporteur ou en mesurant le diamètre avec un pied à coulisse)
- indirect(la valeur d'une grandeur est déterminée à partir de la relation connue entre m/d de cette grandeur et les grandeurs soumises à des mesures directes, par exemple détermination du diamètre moyen d'un fil à l'aide de trois fils)
- articulation(mesures effectuées simultanément de plusieurs grandeurs du même nom, dans lesquelles la PV est déterminée en résolvant des systèmes d'équations, par exemple la dépendance de la longueur du corps à la température)
- cumulatif(mesures effectuées simultanément de plusieurs grandeurs du même nom pour déterminer la relation entre elles. Par exemple, mesures dans lesquelles les masses des poids individuels d'un ensemble sont trouvées à partir de la masse connue de l'un d'eux et des résultats de comparaisons directes de masses diverses combinaisons poids)
3. Selon les conditions qui déterminent l'exactitude du résultat de la mesure :
Des mesures avec la plus grande précision possible(mesures de référence liées à la plus grande précision de reproduction possible des unités PV établies, par exemple, valeur absolue accélération chute libre etc.).
Mesures de contrôle et de vérification(effectué par des laboratoires d'État pour superviser la mise en œuvre et le respect des normes et de l'état des équipements de mesure et des laboratoires de mesure d'usine avec une erreur d'une valeur donnée.
Mesures techniques(réalisé dans le processus de production dans les entreprises de construction de machines, sur les tableaux des appareils de distribution dans les centrales électriques.
4. Selon la méthode d'expression des résultats de mesure, on les distingue :
- mesure absolue basé sur des mesures directes de grandeur et (ou) l'utilisation de valeurs de constantes physiques, par exemple la mesure des dimensions de pièces avec un pied à coulisse ou un micromètre.
- mesure relative les quantités sont comparées à la même valeur, qui joue le rôle d'unité ou est prise comme unité initiale, par exemple en mesurant le diamètre d'une pièce en rotation par le nombre de tours du rouleau certifié en contact avec elle.
5. En fonction de l'ensemble des paramètres mesurés, on distingue :
- méthode élément par élément caractérisé par la mesure de chaque paramètre du produit séparément (par exemple, ovalité, découpe d'un arbre cylindrique).
- méthode complexe caractérisé par la mesure de l'indicateur de qualité totale (et non du FE), qui est influencé par ses composants individuels.
6. Selon la méthode d'obtention des valeurs des grandeurs mesurées, on distingue
- méthode d'évaluation directe- une méthode dans laquelle la valeur PV est déterminée directement à partir du dispositif de lecture d'un appareil de mesure à action directe (par exemple, mesure de longueur à l'aide d'une règle, etc.).
- méthode de comparaison avec une mesure- une méthode dans laquelle le FE mesuré est comparé à la valeur reproduite par la mesure.
Il existe plusieurs types de méthodes de comparaison :
- méthode de contraste(la grandeur mesurée et la grandeur restituée par la mesure influencent simultanément l'appareil
Jusqu’à présent, nous avons considéré les hologrammes dynamiques uniquement comme un moyen d’enregistrer instantanément des champs d’ondes stationnaires. Cependant, l'enregistrement sur un support non linéaire qui suit tous les changements dans les paramètres du rayonnement incident sur celui-ci inclut également la possibilité d'enregistrer des champs d'ondes qui changent dans le temps. Étant donné que tout changement dans les paramètres du champ d'ondes entraîne une modification de sa fréquence et, par conséquent, une différence dans les fréquences de l'objet et des ondes de référence, des ondes non stationnaires, mais progressives d'intensité seront enregistrées dans le volume du hologramme. À cet égard, la question se pose : de telles ondes auront-elles également des propriétés d’imagerie et quelle est leur spécificité ?
Riz. 14. À la considération des propriétés d'imagerie d'une onde d'intensité progressive. fronts d'ondes de volonté, caractérisés par différentes fréquences d'oscillation ; vecteurs d'ondes de ces ondes ; la surface des ventres de l'onde d'intensité progressive formée lors de l'interférence des ondes et K est le vecteur de réseau de l'onde d'intensité.
Sur la fig. La figure 14 montre schématiquement la formation d'une onde progressive d'intensité lorsque deux ondes planes dont les fréquences diffèrent l'une de l'autre sont ajoutées. Dans ce cas, les surfaces des ventres ne sont plus stationnaires, mais se déplacent dans l'espace à une vitesse proportionnelle à la différence des fréquences de ces ondes.
La direction de déplacement de l'onde d'intensité coïncide généralement avec la direction de déplacement de l'onde d'intensité dont la fréquence est la plus importante. La période spatiale d'une onde d'intensité progressive est caractérisée par le vecteur K, perpendiculaire à ses surfaces de ventre. Comme dans le cas d'une onde stationnaire, ce vecteur. égal à la différence vecteurs d'ondes des ondes interférentes k, et Cependant, puisque valeurs absolues vecteurs k, et k, dans dans ce cas sont différents, le vecteur réseau K de l'onde d'intensité progressive ne coïncide pas avec la bissectrice de l'angle formé par ces vecteurs. À première vue, il peut sembler que le modèle matériel d'une onde d'intensité progressive n'aura pas les propriétés d'un hologramme, c'est-à-dire qu'il ne pourra pas transformer l'une des ondes qui l'ont formé en une autre.
(par exemple, vague dans vague. En fait, c'est évident, puisque la surface du miroir formé à la place de la surface des ventres n'est pas la bissectrice de l'angle, formé de vecteurs puis l'onde de restauration se propageant dans la direction du vecteur conformément à lois ordinaires reflet du miroir ne peut pas être converti en une onde se propageant dans la direction du vecteur. Ainsi, il semble que dans ce cas même l'une des conditions les plus élémentaires pour reconstruire l'onde de rayonnement enregistrée sur l'hologramme ne soit pas remplie.
Cependant, plus analyse détaillée montre que les ondes d'intensité progressives sont capables de représenter les champs d'ondes avec autant de précision que les ondes stationnaires. Quant à l’effet considéré, il s’avère que la loi de Snell n’est satisfaite que lorsqu’elle est réfléchie par un miroir fixe. Si le miroir bouge avec suffisamment grande vitesse, alors l'angle d'incidence cesse d'être égal à l'angle reflets. Il est cependant remarquable que dans ce cas l'angle de réflexion change de telle manière qu'il est possible de transformer l'onde en onde
En fait, un calcul simple montre qu'un front d'onde mobile rencontre un miroir isophase mobile le long de la bissectrice directe de l'angle formé par les fronts d'onde. Ainsi, la position effective du miroir mobile s'avère telle qu'il assure une transformation mutuelle. fronts de vagues rayonnement enregistré sur l’hologramme.
En utilisant des méthodes de considération similaires, ainsi qu'une version spatiale de la théorie cinématique d'un hologramme tridimensionnel, il est facile de montrer que dans ce cas les conditions de Bragg sont satisfaites et qu'un hologramme avec un enregistrement d'ondes progressives d'intensité, en revanche par rapport à un hologramme tridimensionnel classique, reproduit le décalage de fréquence relatif des ondes interférentes, et que les propriétés d'affichage des intensités des ondes progressives s'appliquent également au cas de l'enregistrement de champs d'ondes avec des configurations de front d'onde arbitraires.
Il convient de noter que le matériau photosensible le plus optimal pour enregistrer les ondes d'intensité progressives semble être un support capable de diffusion stimulée, et que leur fréquence de résonance devrait coïncider avec la différence entre les fréquences de l'objet et celles des ondes de référence.
Un hologramme enregistrant des ondes progressives d'intensité, que l'on devrait plus correctement appeler Doppler, possède au moins un autre fonctionnalité intéressante. L'examen du processus d'inversion de la lumière par un tel hologramme montre que dans ce cas l'onde inversée présente des distorsions. Analyse du cas le plus général, lorsque la différence entre les fréquences des ondes objet et de référence est due au décalage Doppler qui se produit lors de la réflexion
rayonnement d'un objet en mouvement, montre que la déformation mentionnée du front d'onde est due au fait que l'image formée par l'onde inversée reproduit le mouvement de l'objet. Imaginons maintenant que nous ayons calculé dans un certain état, c'est-à-dire
. (18.76)
Comment cela va-t-il dépendre du temps ? Mais pourquoi cela peut-il dépendre du temps ? Eh bien, premièrement, il peut arriver que l'opérateur lui-même soit explicitement dépendant du temps, par exemple s'il était associé à un potentiel alternatif de type . Mais même si l'opérateur ne dépend pas, par exemple de l'opérateur , alors la moyenne correspondante peut dépendre du temps. Après tout, la position moyenne d’une particule peut bouger. Mais comment un tel mouvement peut-il résulter de (18.76) s’il ne dépend pas du temps ? Le fait est que l’État lui-même peut évoluer avec le temps. Pour les états non stationnaires, nous notons même souvent explicitement la dépendance au temps, en les écrivant sous la forme . Nous voulons maintenant montrer que le taux de changement est donné par un nouvel opérateur, que nous notons . Rappelons qu'il s'agit d'un opérateur, donc le point sur ne signifie pas une différenciation par rapport au temps, mais est simplement une manière d'écrire un nouvel opérateur, défini par l'égalité
. (18.77)
Notre tâche sera de trouver l'opérateur.
Tout d’abord, on sait que la vitesse de changement d’état est donnée par l’hamiltonien. En particulier,
. (18.78)
C'est juste forme abstraite enregistrements de notre définition originale de l'hamiltonien
. (18.79)
Si on complexe conjugue cette équation, elle est équivalente
. (18.80)
Voyons maintenant ce qui se passe si l'on différencie (18.76) par rapport à . Puisque chacun dépend de , nous avons
. (18.81)
Enfin, en remplaçant leurs dérivées par les expressions (18.78) et (18.80), on obtient
et c'est la même chose qu'écrire
.
En comparant cette équation avec (18.77), on voit que
. (18.82)
C'est la relation intéressante que nous avons promise ; et c'est vrai pour tout opérateur.
A propos, notons que si l'opérateur lui-même dépendait du temps, on obtiendrait
. (18.83)
Vérifions (18.82) avec un exemple pour voir si cela a du sens. Par exemple, à quel opérateur correspond ? Nous soutenons qu'il devrait être
. (18.84)
Qu'est-ce que c'est? Une façon d’établir ce que c’est est d’entrer dans la représentation coordonnée et d’utiliser l’opérateur algébrique. Dans cette représentation, le commutateur est égal à
Si vous appliquez toute cette expression à fonction d'onde et calculez les dérivées chaque fois que nécessaire, vous finirez par obtenir
Mais c'est la même chose que
donc on trouve ça
, (18.85)
Un résultat merveilleux. Cela signifie que si la valeur moyenne change avec le temps, alors le déplacement du centre de gravité est égal à l'impulsion moyenne divisée par la masse. Comme en mécanique classique.
Un autre exemple. Quel est le taux de variation de la dynamique moyenne de l’État ? Les règles du jeu sont les mêmes. L'opérateur de cette vitesse est égal à
. (18.87)
Encore une fois, tout peut être calculé en représentation. Rappelons qu'elle se transforme en , ce qui signifie qu'il faudra différencier l'énergie potentielle (in), mais seulement au deuxième terme. Au final, il ne reste qu'un seul membre et vous obtenez
L’histoire de cette idée est également intéressante. En 1926, à quelques mois d’intervalle, Heisenberg et Schrödinger trouvèrent indépendamment les lois correctes décrivant la mécanique atomique. Schrödinger a inventé sa fonction d'onde et a trouvé une équation pour celle-ci, et Heisenberg a découvert que la nature pouvait être décrite par des équations classiques, à condition qu'elle soit égale à , ce qui pouvait être obtenu en les définissant à l'aide de type spécial matrices Dans notre langage actuel, il a utilisé la représentation énergétique et ses matrices. Les deux – Algèbre matricielle de Heisenberg et équation différentielle Schrödinger - a expliqué l'atome d'hydrogène. Quelques mois plus tard, Schrödinger put montrer que les deux théories étaient équivalentes – comme nous venons de le voir. Mais deux formes mathématiques différentes mécanique quantique ont été ouverts indépendamment.
